一、技术简介

    面向湖泊有机碳氮来源识别与贡献量化需求，针对单一指标易受端元重叠和生物地球化学转化干扰的问题，构建多介质、多证据协同的综合溯源技术体系，可实现水体及沉积物有机碳氮潜在来源识别、相对贡献评估和空间差异解析，为湖泊水环境调查和流域污染来源排查提供技术支撑。关键创新在于统筹来源特征、迁移转化过程和环境背景信息，区分核心溯源证据与辅助判断依据，提高复杂湖泊环境中溯源结果的可靠性、可解释性和适用性。

二、技术内容

    技术体系由样品与端元采集、多指标表征、模型解析和成果表达四个模块组成。根据研究目标，对湖泊水体溶解态、颗粒态及沉积物进行分层采样，并同步采集具有代表性的潜在来源端元。综合运用元素计量、稳定同位素、吸收与荧光光谱、分子组成等多类指标，构建适用于不同介质的来源识别证据体系，同时将水文过程和土地利用信息作为辅助判断依据。在完成数据质量控制和特征筛选的基础上，开展端元识别、可分辨性评价、来源解析和相对贡献评估。

    技术实施包括任务界定与来源假设、分层采样与端元同步采集、指标检测与质量控制、来源特征识别、贡献评估及结果验证等环节。应用中根据研究对象、介质特征和端元差异合理配置指标组合，并通过端元重叠检验、多证据一致性判断、敏感性分析和不确定性评价控制结果风险，最终形成来源贡献及其可信范围、空间分布图件和标准化报告。对于端元数据或可分辨性不足的情况，仅提供潜在来源及其相似性判断，确保分析结果科学可靠、可解释且可复核。

图1 湖泊有机碳氮多指标溯源技术路线图

三、技术优势

    在已有多指标和混合模型溯源方法基础上，本技术进一步统筹水体溶解态、颗粒态及沉积物有机碳氮，构建多介质、多证据协同的来源解析体系，实现潜在来源识别、相对贡献评估和不确定性表达。技术注重端元的代表性与可分辨性，区分核心溯源证据与环境辅助信息，通过多类证据相互印证，降低来源特征重叠和迁移转化造成的误判风险，同时可根据不同应用需求灵活配置采样与指标方案，提高分析效率及结果的可靠性、可解释性和可比性。

四、应用场景

    技术成果可为相关管理部门及科研机构提供湖泊有机碳氮来源判识与相对贡献评估结果及空间分布图件，服务于流域综合治理、湖泊保护规划研究。结合规范化、模块化的采样与检测方案及溯源分析软件，可形成可复制的技术服务模式，具备在不同类型湖泊及其入湖河流中推广应用的潜力。

五、典型案例

    本技术已在太湖开展有机碳氮来源与内源释放过程验证，综合多介质证据与多模型分析，识别了水体溶解性有机氮的潜在来源，揭示了沉积物有机质矿化对内源氮释放的促进作用，为湖泊富营养化成因分析和内源风险识别提供了科学依据。

六、科技支撑

    科研项目：

    （1）国家自然科学基金面上项目，42477451，富营养化湖泊藻源有机氮氨化驱动的耦合脱氮过程及影响机制，2025/01−2028/12

    （2）江苏省自然科学基金青年基金项目，BK20201098，光照驱动下太湖水体溶解态有机氮的来源及营养盐效应，2020/07−2023/06

    （3）国家自然科学基金面上项目，41771519，富营养化湖泊有机氮氨化作用及其生态效应研究，2018/01−2021/12

    科研论文：

    （1）Yao, X.L., Ding, R.N., Zhou Y.Q., Wang, Z.W., Liu, Y.N., Fu, D.F., Zhang, L., 2023. How internal nutrient loading forms in shallow lakes: Insights from benthic organic matter mineralization. Water Research 245, 120544.

七、联系方式

    联系人：张路

    邮箱：luzhang@niglas.ac.cn

    科技处：姚老师，025-86882023，zbyao@niglas.ac.cn